Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии

На прошлом уроке мы познакомились с магнитным полем. Напомним, что магнитное поле возникает не только вокруг магнита, но и вокруг проводника с током, то есть, вокруг движущихся зарядов. Мы упомянули о том, что магнитные линии — круговые, то есть магнитное поле как бы окутывает проводник.

По мере удаления от проводника, магнитное поле ослабевает, подобно тому, как электрическое поле ослабевает по мере удаления от заряда. Так же, как и с направлением электрического тока, за направление магнитных линий условно взято направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки.

Заметим, что если ток в проводнике будет идти в обратном направлении, то магнитные линии тоже поменяют своё направление на противоположное. Значит, направление магнитных линий связано с направлением тока в проводнике.

На самом деле, полюса магнита названы северным и южным, как вы уже, наверное, догадались, из-за магнитного поля Земли.

Все мы слышали о компасе, да и, наверное, многие его видели. В связи с тем, что у Земли есть магнитное поле, с помощью стрелки компаса, мы можем ориентироваться на местности.

Так вот, стрелка компаса указывает нам направление на север. Но вы, ведь понимаете, что мы точно также можем определить направление на юг, с помощью компаса. Поэтому, направление выбрали чисто условно. Но поскольку магнитные линии замкнуты, то внутри магнита и вне магнита они направлены по-разному. За направление магнитных линий, условно принято направление от южного полюса к северному внутри магнита и от северного к южному вне магнита.

Итак, как же работает компас? Дело в том, что Земля является огромным магнитом, у которого, как и у любого другого магнита, есть полюса.

Как мы помним из предыдущего урока, полюса больше всего воздействуют на другие тела, поэтому, намагниченная стрелка компаса тянется к магнитным полюсам Земли.

Итак, мы разобрались с направлением магнитных линий, теперь надо условиться, как их обозначать. Существуют общепринятые обозначения: круг с точкой внутри — значит, направление к нам (то есть из чертежа).

Круг с крестиком внутри — направление от нас (то есть внутрь чертежа).

Также, нам может быть показано и направление тока. Тогда окружности вокруг этого проводника с током будут соответствовать магнитным линиям. Опять же, при противоположном направлении тока, магнитные линии будут направлены в противоположные стороны. Чем сильнее магнитное поле, тем гуще будут магнитные линии.

И ещё одна важная деталь о магнитных линиях и о магнитном поле в целом. Поля бывают однородные и неоднородные. Если в любой точке магнитного поля действие на магнитную стрелку одинаковое (по силе и по направлению), то такое поле однородное, а другие поля — неоднородные.

Это можно объяснить и так: вот вы видите параллельные магнитные линии, расположенные с одинаковой густотой.

Это пример однородного поля.

А вот это пример неоднородного поля: здесь линии направлены по-разному, да и не с одинаковой густотой.

Если мы рассмотрим полосовой магнит, то увидим, что поле, проходящее внутри магнита практически однородно. Хотя вне магнита мы не можем назвать поле однородным, поскольку направление магнитных линий постоянно меняется.

В ближайшее время, мы почти всегда будем рассматривать однородные поля, поскольку это значительно упрощает расчеты, а с неоднородными полями мы познакомимся подробно ещё не скоро.